Mecânica Respiratória

A ventilação pulmonar descreve o processo de movimentar e permutar (trocar) o ar ambiente com o ar existente nos pulmões. O ar que penetra pelo nariz e pela boca flui para dentro da porção condutiva do sistema ventilatório, onde se ajusta à temperatura corporal, e será filtrado e quase completamente umedecido ao passar através da traqueia. O condicionamento do ar continua à medida que o ar inspirado penetra nos dois brônquios. Os brônquios se subdividem em numerosos bronquíolosque conduzem o ar inspirado através de um trajeto tortuoso e estreito até que acabe se misturando com o ar existente nos ductos alveolares.  Os alvéolos envolvem completamente esses ductos.

Os pulmões proporcionam a superfície para a troca gasosa que separa o sangue do meio ambiente gasoso alveolar circundante. O oxigênio é transferido do ar alveolar para dentro do sangue dos capilares alveolares. Simultaneamente, o dióxido de carbono no sangue é transferido para as câmaras alveolares, onde fluirá a seguir para o ar ambiente. Cada pulmão é envolto pela pleura. A pleura é uma membrana dupla, semelhante a um saco preenchida por um fluido chamado líquido intrapleural. Este líquido pleural constitui uma área de pressão negativa, graças à drenagem hídrica constante pelo sistema linfático. A função desta pressão reduzida é garantir a adesão por sucção do pulmão à parede torácica através da dupla membrana, de modo que qualquer movimento do segundo é acompanhado pelo primeiro. Em outras palavras, o desequilíbrio pressórico possibilita a geração de uma força que atua num sentido determinado, qual seja do meio de maior pressão para o de menor pressão.

Associado ao sistema respiratório, está o sistema muscular:

Os pulmões são inflados e esvaziados basicamente devido aos movimentos do diafragma, que alteram a dimensão da caixa torácica, representada pelas costelas, esterno, coluna vertebral, clavícula e escápulas:

Bom, após ter relembrado a anatomia da ventilação, voltamos à sua mecânica…

Durante a inspiração, a cavidade torácica aumenta de tamanho porque as costelas sobem e o diafragma desce, fazendo com que o ar possa fluir para os pulmões. Além da ação diafragmática, os músculos intercostais externos tornam-se ativos e os músculos intercostais internos ficam relaxados durante a inalação. Durante aexpiração, as costelas oscilam para baixo e o diafragma retorna para uma posição relaxada. Isso reduz o volume da cavidade torácica e o ar é expelido:

Além do mais, o diferencial de pressão entre o ar nos pulmões e a interface pulmão-parede torácica faz com que eles fiquem aderidos à parede torácica e que acompanhem literalmente cada um de seus movimentos. Assim sendo, qualquer mudança no volume da cavidade torácica gera uma alteração correspondente no volume pulmonar.

Durante o exercício, os movimentos altamente eficientes do diafragma, do gradil costal (costelas e esterno) e dos músculos abdominais são sincronizados de forma a contribuir para a expiração e inspiração.

A ação inspiratória aumenta durante o exercício quando o diafragma desce. As costelas se projetam para cima e o esterno é impulsionado para fora de forma a aumentar o diâmetro lateral e anteroposterior do tórax. Com frequência, os atletas se inclinam para a frente até o nível da cintura com a finalidade de facilitar a respiração após um exercício, minimizando os efeitos antagonistas da gravidade sobre a direção ascendente habitual dos movimentos inspiratórios:

A expiração durante o repouso e o exercício leve representa um processo passivo do movimento do ar para fora dos pulmões, resultando do recuo natural do tecido pulmonar distendido e do relaxamento dos músculos inspiratórios. Durante o exercício extenuante, os músculos intercostais internos e abdominais atuam vigorosamente sobre as costelas e a cavidade abdominal, reduzindo as dimensões torácicas e tornando a exalação mais rápida e extensa. A posição da cabeça e das costas adotada naturalmente pelos corredores de longa distância, favorece a ventilação pulmonar durante um exercício intenso.

As pressões variam continuamente dentro dos espaços alveolares e pleurais durante todo o ciclo ventilatório. A resistência à expansão normal da cavidade pulmonar e dos alvéolos aumenta progressivamente durante a inspiração em virtude do efeito da tensão superficial, principalmente nos alvéolos. Quanto maior a tensão superficial, maior a força necessária para superar a pressão e acarretar o aumento ou a insuflação de seu volume.

O surfactante (agente ativo de superfície), por sua composição, reduz a tensão superficial da membrana alveolar de forma a aumentar a complacência pulmonar global (capacidade de distensão pulmonar). Esse efeito reduz a energia necessária para a insuflação e a exsuflação alveolares.

Recém nascidos prematuros de baixo peso, em geral, ainda não secretam surfactante adequadamente, o que aumenta a pressão de colapso sobre os alvéolos. Somado  a isto, o reduzido tamanho dos órgãos colabora para a chamada “síndrome da angústia respiratória do recém nascido”, uma vez que o tamanho dos raios alveolares é inversamente proporcional aos valores da pressão de colapso.

Referências utilizadas:

MCARDLE, W. D., KATCH, F. I., KATCH, V.L. Estrutura e Função Pulmonares – Sessão 3. Fisiologia do Exercício – Nutrição, Energia e Desempenho Humano.  Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2011. p. 261 – 277.